Explain function and importance of -DSENF_DEBUG
[senf.git] / Mainpage.dox
1 // $Id$
2 //
3 // Copyright (C) 2007
4 // Fraunhofer Institute for Open Communication Systems (FOKUS)
5 // Competence Center NETwork research (NET), St. Augustin, GERMANY
6 //     Stefan Bund <g0dil@berlios.de>
7 //
8 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
10 // the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11 // (at your option) any later version.
12 //
13 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
14 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16 // GNU General Public License for more details.
17 //
18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
19 // along with this program; if not, write to the
20 // Free Software Foundation, Inc.,
21 // 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
22
23 /** \mainpage SENF: The Simple and Extensible Network Framework
24
25     The SENF Simple and Extensible Network Framework aims to be a complete set of libraries to
26     facilitate the development of network applications focusing on network protocols on the layers
27     below the application layer. However, the framework includes many general purpose utilities and
28     will be expedient to use well beyond its primary objective.
29
30     \section Goals
31
32     The main goals of this library are (in no particular order):
33
34     \li modular framework design
35     \li utilizing the power of modern C++
36     \li very low overhead for frequently called members
37     \li extensible design
38     \li concise interface
39
40     \section start Getting started
41
42     To get started using this library, begin by checking out the code from the <a
43     href="http://developer.berlios.de/svn/?group_id=7489">BerliOS SVN repository</a>. You may find
44     help on using the library at '\ref senf_usage'. If you are interested in SENF, feel free to subscribe
45     to the <a href="http://developer.berlios.de/mail/?group_id=7489">SENF mailing lists</a>. If you
46     want to contribute, read the docs and \e please adhere to the \ref senf_conventions.
47
48     \see \ref senf_usage\n
49          <a href="../../Examples/doc/html/index.html">Examples</a>
50 */
51
52 /** \page senf_usage Using the SENF framework
53
54     The SENF Framework is a collection of loosely coupled modules. The libraries are heavily object
55     oriented and template based. For compatibility reasons, the libraries are therefore built
56     together with every project making use of the framework.
57
58     When starting a new project based on the SENF framework, it is advisable, to make use of the
59     SENFSCons build environment and use SVN to manage the code repository. This is the
60     configuration, described in this documentation.
61
62     \see \ref senf_build \n
63          \ref senf_setup \n
64          \ref senf_components \n
65          \ref senf_overview
66
67     \section senf_preliminaries Preliminaries
68
69     Before starting the development, make sure to fulfill the following requirements:
70
71     \li GNU g++, version at least 3.4
72     \li The Boost libraries (http://www.boost.org)
73     \li The SCons build tool (http://www.scons.org)
74
75     If you want to build the documentation, you additionally need
76
77     \li Doxygen (http://www.doxygen.org)
78     \li The \c dia diagram editor (http://www.gnome.org/projects/dia/)
79     \li HTML \c tidy (http://tidy.sourceforge.net/)
80     \li The \c xsltproc XSLT processor (http://xmlsoft.org/XSLT/xsltproc2.html)
81     \li The \c graphviz library (http://www.graphviz.org)
82
83
84     The library is only tested with gcc-3.4 and 4.0 on Linux. On other POSIX platforms with a BSD
85     Socket API, the library should be usable, possibly with some tweaking (except for the Scheduler,
86     which relies on \c epoll)
87
88     \section senf_compiler_options Compiler and Linker Options
89
90     If SENF is compiled in debug mode (SENF_DEBUG is defined), exception messages will
91     automatically include a stack backtrace. For this to work, you need to add the -rdynamic option
92     to all link commands. This feature depends on gcc and the GNU-libc.
93
94     It is <B>very important</B> that both the SENF library and the application using it are either
95     compiled with or without this compiler switch (-DSENF_DEBUG). Otherwise, the compiler will emit
96     error messages which might be hard to debug.
97
98  */
99
100 /** \page senf_build Building the SENF framework
101
102     This procedure will test building the complete framework including the unit tests and the
103     Sniffer test application. This build is \e not needed to use the framework since every project
104     will include the full SENF source code itself (via Subversion).
105
106     After you have successfully built the library tests, you can continue to setup your own project
107     using SENF.
108
109     \see \ref senf_setup \n
110          \ref senf_components \n
111          \ref senf_overview
112
113     \section senf_checkout Getting the code
114
115     To access the code, check out the code from the BerliOS repository. Change to your development
116     directory and use the following subversion command
117
118     <pre>
119     $ svn checkout http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk senf
120     </pre>
121
122     This will create a new directory \c senf within the current directory. For further documentation
123     on the use of Subversion, see the \c svn man-page or the subversion homepage at
124     http://subversion.tigris.org. A very good introduction and reference to subversion is available
125     at http://svnbook.red-bean.com.
126
127     \section senf_compile Building
128
129     To build the library, execute all unit tests and build the Sniffer test application, use
130
131     <pre>
132     $ scons
133     $ scons all_tests
134     </pre>
135
136     in the \c senf directory. This assumes, that you want to build the library with your default gcc
137     and requires the boost libraries to be available in the system include paths. If this is not the
138     case, you can take a look at <tt>SConfig.template</tt> file. Copy this file to <tt>SConfig</tt>
139     and comment out all the variables you don't want to change (The \e values in the template file
140     are just arbitrary examples).
141  */
142
143 /** \page senf_setup Setting up a new project using SENF
144
145     The most simple way to use SENF for now is to checkout the svn repository and build SENF
146     yourselves. After you have built SENF, reference your SENF build directory from your build
147     environment. The most flexible way to do this, is to use a symbolic link to your SENF build.
148
149     Here an example \c SConstruct file for a project using SENF. This script expects SENF to be
150     found in the <tt>%senf</tt> sub-directory of the directory, where the \c SConstruct file is
151     found. This may either be a SENF checkout (if managing your project via subversion, you can use
152     <tt>svn:externals</tt> for this) or a symbolic link to your SENF checkout.
153
154     \code
155     import os.path, glob
156
157     env = Environment(
158
159         LIBS     = [ 'senf', 'iberty', 'boost_regex', 'boost_iostreams' ],
160         CXXFLAGS = [ '-Wall', '-Woverloaded-virtual', '-Wno-long-long' ],
161
162     )
163
164     # If we have a symbolic link 'senf' pointing to our own senf build, use it (and assume
165     # it's in debug mode)
166     if os.path.exists('senf'):
167         print "\nUsing SENF in 'senf'\n"
168         env.Append(
169
170             CPPDEFINES = [ 'SENF_DEBUG' ],
171             LIBPATH    = [ 'senf' ],
172             CPPPATH    = [ 'senf/include' ],
173             CXXFLAGS   = [ '-O0', '-g', '-fno-inline' ],
174             LINKFLAGS  = [ '-g', '-rdynamic' ],
175
176         )
177         env.Execute([ 'scons -C senf libsenf.a' ])
178     else:
179         print "\nUsing system installed SENF\n"
180
181     # replace 'mytarget' with the name of your target executable
182     env.Program(
183         target = 'mytarget',
184         source = glob.glob('*.cc'),
185     );
186     \endcode
187
188     This script automatically set's up the build correctly when using a self-compiled SENF in debug
189     mode (which is the default mode):
190     \li It links in all the required libraries in the correct order: First \c libsenf, then the
191         other needed libraries \c liberty, \c libboost_regex and \c libboost_iostreams.
192     \li It defines the <tt>SENF_DEBUG</tt> preprocessor symbol correctly
193     \li It correctly sets the include and library path
194     \li It adds sensible debug flags
195     \li It adds <tt>-rdynamic</tt> to the link command. This is needed to get a nice backtrace from
196         exceptions. 
197     \li It automatically rebuilds SENF if needed
198
199     \see \ref senf_components \n
200          \ref senf_overview
201  */
202
203 /** \page senf_components The SENF modules
204
205     The framework is made up of several modular components. When using the library, it is possible
206     to selectively choose to use only a subset of the implemented modules.
207
208     \see \ref senf_overview
209
210     \section libPPI libPPI: Packet Processing Infrastructure
211
212     The Packet Processing Infrastructure implements a modular framework for implementing packet
213     oriented network applications. The library provides a larget set of pre-defined modules as well
214     as the necessary helpers to implement application specific processing modules.
215
216     \see <a href="../../PPI/doc/html/index.html">libPPI API reference</a>
217
218     \section libSocket libSocket: C++ abstraction of the BSD socket API
219
220     This library provides a high performance and object oriented abstraction of the standard socket
221     API. It utilizes a flexible and extensible policy based design. The library provides predefined
222     types for the important socket types (UDP and TCP sockets etc) including raw and packet sockets.
223
224     \see <a href="../../Socket/doc/html/index.html">libSocket API reference</a>
225
226     \section libPackets libPackets: Network packet manipulation
227
228     This library provides a very flexible infrastructure to parse, create and otherwise manipulate
229     packetized network data. Included is a library of several protocol parsers covering the basic
230     IPv4 and IPv6 network protocols down to the Ethernet layer.
231
232     \see <a href="../../Packets/doc/html/index.html">libPackets API reference</a>
233
234     \section libScheduler libScheduler: Asynchronous event handling
235
236     The scheduler library provides an object oriented interface to the standard UNIX \c select type
237     event dispatcher. It is based on the high performance \c epoll system call. It provides support
238     for read/write events as well as simple timer based events.
239
240     \see <a href="../../Scheduler/doc/html/index.html">libScheduler API reference</a>
241
242     \section libUtils libUtils: Collection of arbitrary utilities
243
244     This library is used be most all of the other modules for miscellaneous tools and utilities. We
245     have
246
247     \li Simple functions to manage daemon processes
248     \li Standard exception classes
249     \li senf::intrusive_refcount to simplify the implementation of classes usable with
250         boost::intrusive_ptr
251     \li boost::bind extensions
252     \li An interface to the \c g++ demangler integrated with type_info
253     \li Typedefs and rudimentary methods to simplify handling high-resolution time values
254
255     \see <a href="../../Utils/doc/html/index.html">libUtils API reference</a>
256
257     \section senfscons SENFSCons, the SENF build environment
258
259     SENF relies on SCons (http://www.scons.org) to build. To further simplify the common tasks, SENF
260     includes a library of custom routines and builders comprising a very concise build
261     environment. Included are a number of templates to help bootstrapping a new project or
262     component.
263
264     \see <a href="../../senfscons/doc/html/index.html">SENFSCons reference</a>
265  */
266
267 /** \page senf_overview Introduction to the framework
268
269     The SENF framework is relatively complex and makes use of advanced features of the C++
270     language. To make the most efficient use of the framework, you should have at least a basic
271     understanding of C++ templates and the standard library concepts.
272
273     The library implementation at places makes heavy use of advanced template techniques and relies
274     on some very advanced template libraries from Boost. The aim was however for the \e external
275     interface of the library to be as simple as possible without sacrificing important functionality
276     or adversely impacting the runtime performance.
277
278     As already mentioned several times, the library relies on Boost (http://www.boost.org) as a
279     generic library of high quality reusable C++ components. It also makes frequent use of the
280     standard library. It is designed, to integrate well into both libraries and to use the same
281     concepts and ideas.
282
283     \section senf_startup Getting starting developing with SENF
284
285     To introduce the framework and it's general structure, a simple example application is provided
286     in the SENF repository in the \c Sniffer module. Peruse this example to get a first look at how
287     to make use of SENF.
288
289     When building a network Application with SENF, you will use several modules:
290
291     \li Use the <a href="../../Socket/doc/html/index.html">Socket library</a> for network
292         communication needs. This library includes support for raw and packet sockets to allow low
293         level network access.
294     \li Use the <a href="../../Scheduler/doc/html/index.html">Scheduler library</a> to coordinate
295         the asynchronous event processing. This drastically reduces the number of threads needed in
296         your application and will greatly enhance the overall responsiveness.
297     \li To interpret low level network packets, use the <a
298         href="../../Packets/doc/html/index.html">Packets library</a>. This library will provide
299         efficient and convenient access to all protocol fields. It supports parsing as well as
300         modifying and creating packets. It has default support for the most important internet
301         protocols and is highly extensible with new protocols.
302     \li Go over the <a href="../../Utils/doc/html/index.html">Utils library</a>. It contains small
303         helpers to simplify tasks like daemonization, exception handling, debugging and so on.
304
305     The simplest way to get started is: copy the Sniffer application and start to modify it.
306
307     \see <a href="../../Examples/doc/html/index.html">Examples</a> \n
308          \ref senf_components \n
309          \ref senf_setup
310
311     \section senf_conventions Coding Conventions
312     
313     Here we have laid down the coding conventions used throughout the SENF framework. Please ad here
314     to these conventions when changing or adding code. If you use emacs, you can use the C++ IDE for
315     emacs from http://g0dil.de which greatly simplifies following these conventions.
316
317     \subsection senf_conventions_file_naming File Naming
318
319     Files should be named according to the main class they define. A single header file should
320     define only one main class. Exceptions to this rule are OK.
321
322     \par Rationale:
323         This simplifies finding the implementation/header for a given class and also reduces the
324         size of each single file.
325     
326     The implementation is divided into a number of different files:
327
328     <table class="glossary"> <tr><td>\c .h</td><td>C public header</td></tr>
329
330     <tr><td>\c .hh</td><td>C++ public header</td></tr>
331
332     <tr><td>\c .ih</td><td>C++ internal header used only by the implementation. This header will
333     probably be included indirectly by the public header but is not meant to be perused by the
334     library user</td></tr>
335
336     <tr><td>\c .c</td><td>C implementation</td></tr>
337
338     <tr><td>\c .cc</td><td>C++ implementation of non-inline non-template functions and
339     members</td></tr>
340
341     <tr><td>\c .ct</td><td>C++ implementation of non-inline template functions and members</td></tr>
342
343     <tr><td>\c .cci</td><td>C++ implementation of inline non-template functions and
344     members</td></tr>
345     
346     <tr><td>\c .cti</td><td>C++ implementation of inline template functions and members</td></tr>
347
348     <tr><td>\c .mpp</td><td>Special include file used for external iteration by the
349     Boost.Preprocessor library</td></tr> </table>
350
351     \par Rationale:
352         There are two part's to this: First, separating the implementation of inlines and templates
353         out of the header file makes the header file much easier to read. This is important, since
354         the header file will be used as a reference by the developers.
355     \par
356         Separating inline from non-inline members is used together with the \c prefix_ convention
357         below to ensure the correct placement of inline vs non-inline members in the source
358         code. The C++ language requires, that inline members must be included into \e every
359         compilation unit, non-inline members however must be included \e only in one compilation
360         unit. Placing the inline members into a separate file allows to automate this: Simply moving
361         an implementation from one of the inline files into one of the non-inline files will change
362         the type of implementation accordingly.
363
364     \subsection senf_conventions_type_naming Type Naming
365
366     SENF prefers the use of the CapitalziedLettersToSeparateWords convention for class names. In
367     this case, class names must start with a capital letter. There are some exceptions to this rule:
368     Types which define new basic data types to be used like other built-in types may be named using
369     lowercase letters plus underscores. Also, if a type or class is directly related to some other
370     library (STL or Boost) which uses the underscore convention, it might be more sensible to follow
371     this convention. This is open to debate.
372
373     \par Rationale:
374         Naming types with capital letters nicely gives a visual clue, that a symbol is a type
375         name. This can also be used by the editor to highlight type names correctly. Additionally,
376         this convention is compact and does not add additional or repeated overhead.
377
378     \subsection senf_conventions_impl Implementation
379
380     Only in very few places, SENF allows the use of inline implementations (not to be confused with
381     inline functions). An \e implementation is inline, if it is written directly into the class
382     definition in the header file. Again there are exceptions to this rule but they are very few:
383     \li When defining simple exception classes, the 'what()' member may be defined inline if it
384         returns a string constant.
385     \li It may be OK to use inline implementations for one-line implementations in internal
386         headers. 
387     \li The Packet library allows inline implementations for the definition of parsers since doing
388         so outside the declaration just gets to verbose and parsers definitions are quite length but
389         very simple and straight forward.
390
391     \par Rationale:
392         Implementing members inline inside the class declaration makes the declaration much harder
393         to read. Since the declaration in the header file will be used as a reference by the
394         developer, the header files should be as readable as possible.
395
396     Every function or method implementation in one of the implementation files must \e always be
397     prefixed with \c prefix_. This symbol is defined at the beginning of the file and undefined at
398     the end. The symbol must be defined to be \c inline in the \c .cti and \c .cci files and must be
399     defined empty in the \c .cc and \c .ct files.
400
401     \par Rationale:
402         Together with splitting inlines and non-inlines into separate files, this allows to
403         automatically include the inline definitions at the right places. See above.
404
405     Private data members are named with a trailing underscore character.
406
407     \par Rationale:
408         This helps distinguishing local variables from parameter names. The trailing underscore
409         does not interfere with other naming conventions and is allowed by the standard (underscore
410         at the beginning of the name are problematic since some classes of names beginning with an
411         underscore are reserved for the standard library implementation)
412  */
413
414 \f
415 // Local Variables:
416 // mode: c++
417 // fill-column: 100
418 // :vim:textwidth=100
419 // c-file-style: "senf"
420 // indent-tabs-mode: nil
421 // ispell-local-dictionary: "american"
422 // compile-command: "scons doc"
423 // mode: flyspell
424 // mode: auto-fill
425 // End: